e3c-enseignement-scientifique-premiere-02408-sujet-officiel (1)

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ÉPREUVES COMMUNES DE CONTRÔLE CONTINU
CLASSE : Première
E3C : ☐ E3C1 ☒ E3C2 ☐ E3C3
VOIE : ☒ Générale ☐ Technologique ☐ Toutes voies (LV)
ENSEIGNEMENT : Enseignement scientifique
DURÉE DE L’ÉPREUVE : 2h
Niveaux visés (LV) : LVA LVB
Axes de programme :
CALCULATRICE AUTORISÉE : ☒Oui ☐ Non
DICTIONNAIRE AUTORISÉ : ☐Oui ☒ Non
☒ Ce sujet contient des parties à rendre par le candidat avec sa copie. De ce fait, il ne peut être
dupliqué et doit être imprimé pour chaque candidat afin d’assurer ensuite sa bonne numérisation.
☐ Ce sujet intègre des éléments en couleur. S’il est choisi par l’équipe pédagogique, il est
nécessaire que chaque élève dispose d’une impression en couleur.
☐ Ce sujet contient des pièces jointes de type audio ou vidéo qu’il faudra télécharger et jouer le jour
de l’épreuve.
Nombre total de pages : 9
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EXERCICE 1
L’HISTOIRE DE L’ÂGE DE LA TERRE
« La Terre a un âge et cet âge a une histoire peu banale. Calculé à 4000 ans avant
J.-C. à la Renaissance, il sera estimé à quelques dizaines de millions d’années à la
fin du XIXème siècle. Il est maintenant fixé à 4,55 milliards d’années. Comment notre
planète a-t-elle pu vieillir de plus de 4 milliards d’années en 400 ans ? ».
Krivine, H. Histoire de l’âge de la Terre. En ligne : http://www.cnrs.fr
L’exercice consiste à étudier quelques aspects de l’évolution des savoirs
scientifiques concernant l’âge de la Terre au cours du XIXe siècle.
Document 1. Un exemple de destruction d’une falaise due à l’érosion.
Le “Grind of the
Navir” correspond à
une ouverture faite
par la mer dans une
falaise des îles
Shetland. Cette
ouverture est élargie
d’hiver en hiver par
la houle qui s’y
engouffre
Lyell, C. (1833).
Principles of geology.
Sixième édition.
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Document 2. L’argument des temps de sédimentation et d’érosion par Charles
Darwin, extrait de « L’Origine des espèces » (1859).
“Ainsi que Lyell l’a très justement fait remarquer, l’étendue et l’épaisseur de nos
couches de sédiments sont le résultat et donnent la mesure de la dénudation1 que la
croûte terrestre a éprouvée ailleurs. Il faut donc examiner par soi-même ces énormes
entassements de couches superposées, étudier les petits ruisseaux charriant de la
boue, contempler les vagues rongeant les antiques falaises, pour se faire quelque
notion de la durée des périodes écoulées [...]. Il faut surtout errer le long des côtes
formées de roches modérément dures, et constater les progrès de leur
désagrégation. [...] Rien ne peut mieux nous faire concevoir ce qu’est l’immense
durée du temps, selon les idées que nous nous faisons du temps, que la vue des
résultats si considérables produits par des agents atmosphériques2 qui nous
paraissent avoir si peu de puissance et agir si lentement. Après s’être ainsi
convaincu de la lenteur avec laquelle les agents atmosphériques et l’action des
vagues sur les côtes rongent la surface terrestre, il faut ensuite, pour apprécier la
durée des temps passés, considérer, d’une part, le volume immense des rochers qui
ont été enlevés sur des étendues considérables, et, de l’autre, examiner l’épaisseur
de nos formations sédimentaires. [...]
J’ai vu, dans les Cordillères4, une masse de conglomérat4 dont j’ai estimé l’épaisseur
à environ 10 000 pieds [3km] ; et, bien que les conglomérats aient dû probablement
s’accumuler plus vite que des couches de sédiments plus fins, ils ne sont cependant
composés que de cailloux roulés et arrondis qui, portant chacun l’empreinte du
temps, prouvent avec quelle lenteur des masses aussi considérables ont dû
s’entasser. [...] M. Croll démontre, relativement à la dénudation produite par les
agents atmosphériques, en calculant le rapport de la quantité connue de matériaux
sédimentaires que charrient annuellement certaines rivières, relativement à
l'entendue des surfaces drainées, qu'il faudrait six millions d'années pour désagréger
et pour enlever au niveau moyen de l'aire totale qu'on considère une épaisseur de
1000 pieds [305 mètres] de roches. Un tel résultat peut paraitre étonnant, et le serait
encore si, d'après quelques considérations qui peuvent faire supposer qu'il est
exagèré, on le réduisait à la moitié ou au quart. Bien peu de personnes, d'ailleurs, se
rendent un compte exact de ce que signifie réellement un million”.
Darwin, C. Du laps de temps écoulé, déduit de l’appréciation de la rapidité des
dépôts et de l’étendue des dénudations. L'Origine des espèces. (p. 393 - 398).
Voir suite du document 2 page suivante
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Glossaire :
1 - La dénudation correspond à l’effacement des reliefs par érosion.
2 - Les agents atmosphériques désignent les agents responsables de l’érosion
comme la pluie, le gel, le vent.
3- Les Cordillères désignent une chaîne de montagnes.
4 - Un conglomérat est une roche issue de la dégradation mécanique d'autres roches
et composée de sédiments liés par un ciment naturel.
Document 3. L’argument du temps de refroidissement par William Thomson,
également appelé Lord Kelvin (1824-1907).
“On constate aujourd’hui que lorsqu’on s’enfonce sous la Terre on gagne en moyenne de
l’ordre de 3 °C tous les 100 mètres. À la naissance de la Terre, ce gradient était beaucoup
plus élevé, presque infini : on passait très rapidement – c’est-à-dire sur une très courte
distance – de la température (basse) de surface à la température (élevée) du cœur ; puis le
froid, petit à petit, gagne les profondeurs et le gradient diminue, pour atteindre sa valeur
actuelle. La façon dont ce gradient diminue avec le temps peut être déterminée
théoriquement grâce à l’équation de Fourier5 : [...] on en déduit le temps nécessaire pour
faire baisser le gradient de température jusqu’à sa valeur actuelle. [...] Kelvin aboutit en
1863 à la fourchette 20-400 millions d’années. [...] La validité de l’équation de Fourier,
toujours testée avec succès, semble impossible à mettre en défaut ; elle avait presque la
même autorité que la loi de la gravitation. [...]
Certainement un des plus grands physiciens de son temps, Kelvin jouissait d’une autorité
immense ; de plus son évaluation semblait confirmée, comme nous l’avons vu, par d’autres
méthodes indépendantes. Aussi les temps – relativement – courts des physiciens vont être
finalement acceptés par la communauté scientifique dans la seconde moitié du XIXème
siècle : après tout, une Terre chaude pouvait avoir accéléré les processus physico-
chimiques. Mais Charles Darwin (1809-1882) n’y croyait pas.”
Krivine, H. L'Âge de la Terre.
Glossaire :
5 - L'équation de Fourier ou équation de la chaleur est une équation introduite
initialement en 1807 par Joseph Fourier qui permet de décrire la propagation de la
chaleur dans un corps.
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1 - À partir des documents 1 et 2, présenter les arguments sur lesquels se fonde
Charles Darwin pour déterminer l’âge de la Terre.
2– Dans le document 2, Darwin cite l’exemple de l’érosion de conglomérats observés
dans les Cordillères, une chaîne de montagnes, mais ne calcule pas explicitement la
durée nécessaire à cette érosion. Proposer un ordre de grandeur pour cette durée,
compte tenu des analyses de M. Croll et justifier votre réponse.
3- À partir du document 3, donner l’âge de la Terre proposé par William Thomson et
expliquer la façon dont il a abouti à ce résultat (Lord Kelvin).
4 – Aujourd’hui, l’âge de la Terre déterminé par les scientifiques est de plus de
4,5.109 ans. Proposer une réponse synthétique à la question posée par H. Krivine :
« comment notre planète a-t-elle pu vieillir de plus de 4 milliards d’années en
400 ans ? »
Une rédaction structurée et argumentée est attendue.
EXERCICE 2
LA DATATION AU 14C ET LA PROTECTION DES ELEPHANTS
L’Union européenne a interdit le commerce de l’ivoire depuis 1989, à l’exception de
celui des antiquités acquises avant 1947.
Selon un rapport remis à la Commission européenne en juillet 2018, l’ivoire vendu en
Europe proviendrait pourtant essentiellement de défenses d’éléphants abattus
récemment. Ce rapport s’appuie sur des résultats obtenus par datation au carbone
14C de l’ivoire saisie par les autorités.
Les trafiquants contournent la loi en faisant passer l’ivoire récent pour de l’ivoire
ancien.
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